www.lech-bud.org

Ekonomiczny sposób budowy szkieletu drewnianego

Poczynając do stycznia 1973, Ośrodek Badawczy Narodowego Stowarzyszenia

Budowniczych Domów (NAHB) prowadzi badania w zakresie oszczędnościowego systemu

budownictwa szkieletowego. Badania te mają doprowadzić do ograniczenia w stosowaniu

materiałów, które nie mają wpływu na trwałość konstrukcji i pozycję rynkową lekkiego

budownictwa szkieletowego, a w poważny sposób mogą ograniczyć koszty realizacji

budynku. Założono, że przy użyciu mniejszej ilości materiałów do budowy będzie mniej

pracy, a tym samym wprowadzone oszczędności zredukują wartość materiałów i robocizny.

Wprowadzone oszczędności będą miały też wpływ na ochronę środowiska w związku z

oszczędnością zasobów naturalnych.

Ekonomiczny sposób budowy szkieletu drewnianego został zaakceptowany przez większość

budowniczych, jako że tańsze domu stały się łatwiej sprzedawalne. Wprowadzone metody

oszczędnościowe zostały także zaakceptowana przez większość stanowych organizacji

nadzoru budowlanego.

Projektowanie w oparciu o materiały modularne

Kalkulację kosztową rozpoczęto wprowadzać już na etapie projektowania.

Oto przykład: podłoga w rzucie posiada większość swojej powierzchni zamkniętą przez

określoną liczbę ścian zewnętrznych. Dla przykładu: mamy dwa domy, oba po 120,0 metrów

kwadratowych powierzchni podłogi. Dom pierwszy - 20,0 na 6,0 metrów planu podłogi,

posiada 52,0 metry ścian zewnętrznych w linii prostej. Drugi dom - 12,0 na 10,0 metrów -

posiada w rozwinięciu 44,0 metry ścian zewnętrznych. Jak łatwo zauważyć przy tej samej

wielkości powierzchni podłogi długości ścian różnią się o 8,0 metrów. Kiedy więc

projektujemy dom powinniśmy zwracać uwagę by stosunku podłogi do ilości rozwiniętych

ścian zewnętrznych był maksymalnie wysoki. Dla przykładu, dom pierwszy ma stosunek

podłogi do ściany równy 2,30:1; dom drugi - 2,72:1.

Tarcica, sklejka czy płyta wiórowa, płyty gipsowo-kartonowe oraz inne materiały płytowe są

produkowane na modułach wielkości 60,0 cm. Ta modularność stosowana już na etapie

projektowania może doprowadzić do ograniczenia zużycia tarcicy i materiałów płytowych,

zredukować marnotrawstwo innych materiałów budowlanych.

Najbardziej kosztownym etapem budowy są ściany zewnętrzne. Stąd o ile jest to możliwe

należy realizować je w proporcjach podwójnego modułu tj. 120,0 cm. Ta skala proporcji

dopasowana została do szerokości większości materiałów płytowych i standartowych długości

tarcicy, przez co eliminuje cięcie i redukuje odpady.

Weźmy pod uwagę ścianę o długości 6,85 m. Na ścianę tę zużyjemy tyle samo płyty

drewnopochodnej co do budowy ściany długości 7,20 m. gdyż materiały płytowe wytwarzane

są w oparciu o 60-cio centymetrowy moduł. Na krótszą ścianę zużywa się mniej tarcicy

konstrukcyjnej na podwalinę i oczepy, oraz poszycie. Wymagany jest jednak co najmniej

jeden dodatkowy słupek przy zakończeniu ściany. Dłuższa ściana nie wymaga dodatkowych

nakładów robocizny przy docinaniu elementów podwalin i oczepów, a także materiałów

płytowych poszycia. Jak więc widać - dłuższa ściana, budowana w oparciu o moduł w

rzeczywistości jest tańsza i łatwiejsza do zbudowania.

Przy projektowaniu dachów większość projektantów nie uwzględnia wielkości wiązarów w

ilości zużywanych płyt. Plany rysowane są dla spadków różnych np.: 4 : 12, 5 : 12 i 6 : 12 bez

uwzględniania zużycia ilości drewna i płyty na poszycie. Sądzę, iż nie sprawiłoby

projektantom większych kłopotów projektowanie spadku dachu i jego połaci z

uwzględnieniem ilości zużytego na nie materiału. Przystępując do rysowanie powierzchni

dachu należy uwzględnić maksymalne korzyści wynikające ze stosowania materiałów

płytowych o wymiarach 1,20 x 2,40 m. Takie projektowanie połaci dachu wyeliminuje

odpady płyty poszycia i drewna konstrukcji dachu.

Projektowanie umiejscowienia słupków

Umiejętne umiejscowienie okien i drzwi na etapie projektowania daje duże możliwości dla

oszczędności materiałowych podczas realizacji projektu. Zostawiając co najmniej jednemu z

otworów stronę otwartą (niezabudowaną) eliminuje się do połowy zużycie słupków w

konstrukcji otworów, a poszycie może być kładzione bez nadmiernego cięcia i

dopasowywania. Jak widać przesunięcie okien i drzwi niekiedy tylko kilka centymetrów

może przynieść oszczędności i do 20 słupków na każdym domu w zależności od ilości

otworów. Dobrze umiejscowione otwory redukują także ilość bardzo małych rozstawów

słupków, które utrudniają montaż instalacji. Przesunięcie otworów w celu zaoszczędzenia na

słupkach, nie musi wpływać na estetykę domu, tym bardziej jeżeli uwzględnimy jednakowe

rozstawy wszystkich otworów okiennych i drzwiowych w stosunku do innych elementów

architektonicznych budynku.

W tradycyjnym szkielecie drewnianym, większość budowniczych, zużywa trzech lub dwóch

słupków i trzech bloków aby wykonstruować narożnik schodzących się ścian zewnętrznych,

lub wewnętrznych. Przy projektowaniu ścian wewnętrznych na przecięciach z zewnętrznymi

w oparciu o 60-cio cm. moduł, jako zakończenie ściany wewnętrznej stosuje się ostatni słupek

montowany do poziomych elementów wstawionych pomiędzy słupki ściany zewnętrznej.

Takie rozwiązanie eliminuje dodatkowe słupki, a tym samym i gwoździe. Kiedy ściana

wewnętrzna łączy się ze ścianą zewnętrzną w miejscu jej słupka, stosując metalowe klipsy

pod oparcie płyty gipsowej możemy wyeliminować dodatkowe słupki stosowane tradycyjnie

dla mocowania płyty gipsowej. I w tym przypadku, zaprojektowanie ścian wewnętrznych w

oparciu o moduł czyni montaż konstrukcji szkieletu łatwiejszym i tańszym. Tak długo jak

proporcje wewnętrzny pomieszczeń i ścian projektowane są w oparciu o moduł, możliwe jest

eliminowanie dodatkowych słupków narożników tak na styku ścian wewnętrznych z

zewnętrznymi i wewnętrznych z wewnętrznymi. Czasami projektowanie oparte na 60-cio

centymetrowym module jest niemożliwe. Łazienki na przykład często są projektowane na

szerokość 1,50 m. aby stworzyć miejsce na wannę. Kiedy więc słupek ściany wewnętrznej nie

ma możliwości złapania słupka ściany zewnętrznej najlepiej użyć poziomych bloków

wstawionych pomiędzy sąsiadujące słupki. Bloki należy przybić na płask by stworzyć miejsce

dla izolacji. Stosowanie poziomych bloków może przysporzyć oszczędności około 12 do 15

słupków w przeciętnej wielkości domu.

Kiedy grubość ścian wewnętrznych wynosi 89 mm, łatwo zauważyć że projektowanie oparte

na module 60-cio centymetrowym nie wyeliminuje całkowicie cięcia i dopasowywania płyt

suchego tynku. W tym momencie należy podkreślić, iż w ekonomicznym budowaniu

szkieletu skoncentrowano się głównie na oszczędnościach elementów konstrukcji i

zewnętrznych materiałów wykończeniowych, które są dużo droższe niż wewnętrzne materiały

okładzinowe.

Stropy

Z reguły na stropy i podłogi zużywa się więcej produktów drewnianych i drewnopochodnych

niż na inne części domu. Na podłogi w budynku o powierzchni ok. 120,0 m2 zużywa się ok.

240,0 metrów bieżących belek stropowych i 120,0 m2 poszycia stropu. Jeżeli więc planujemy

zmniejszyć ilość tarcicy i płyty drewnianej przy realizacji budynku zwróćmy uwagę na

podłogi.

Drewniane elementy konstrukcyjne stropu i podłogi parteru można wyeliminować poprzez

stosowanie płyty betonowej jako metodę posadowienia budynku. Przyjmuje się, że w ten

sposób można ograniczyć jedną czwartą ilości elementów konstrukcyjnych budynku i jedną

trzecią płyt stosowanych na poszycie stropów i ścian. Ponieważ domy posadowione na płycie

nie posiadają piwnicy, utratę powierzchni składowej lub warsztatowej można wyrównać

poprzez zwiększenie powierzchni garażu lub wykonania dodatkowej komórki.

Jednym ze sposobów na zredukowanie materiałów na podłogi jest wyeliminowanie

usztywnień poprzecznych w części środkowej rozpiętości. W przeszłości kiedy używano

mokrej tarcicy, usztywnienia poprzeczne pomagały ochronić belki stropowe przed

wyginaniem dopóki nie wyschły. Lecz przeprowadzone w latach sześćdziesiątych na terenie

Stanów Zjednoczonych badania wykazały, że usztywnienia poprzeczne nie dodają w ogóle

sztywności podłogom i stosowanie ich w podłogach z pełnych belek jest zbędne. Bowiem na

sztywność podłogi bardziej wpływa strukturalne połączenie wszystkich jej elementów. W

niektórych przypadkach (zależnie od rodzaju podłogi i obciążeń), klejenie poszycia podłogi

może zredukować rozmiar belek stropowych lub zwiększyć osiowy rozstaw belek z 40 cm na

48,0, lub nawet do 60,0 cm. Poszycie podłogi może usztywnić konstrukcję podłogi poprzez

sztywne zamocowanie do belek stropowych. Oprócz przybijania lub przykręcania poszycia

zaleca się stosowania odpowiednich gatunków klei, które wzmocnią przyleganie poszycia do

belek, a jednocześnie zapobiegną wzajemnemu ocieraniu się podczas użytkowania budynku,

co w konsekwencji eliminuje efekt skrzypienia podłogi.

W ekonomicznym sposobie budowy szkieletu zwraca się uwagę również na wielkość

podwaliny montowanej na ścianach fundamentowych. Popularnie stosowane elementy o

przekroju 38 x 140 mm proponuje się zastąpić elementami 38 x 89 mm, które w jednakowy

sposób winny przenieść obciążenia z końcówek belek stropowych.

Innym elementem podlegającym redukcji w zakresie przekroju jest belka krawędziowa

utrzymująca w pionie belki stropowe. Nie ma żadnych podstaw konstrukcyjnych by belka ta

posiadała identyczny przekrój co belki stropowe. Przekrój tej belki bez jakichkolwiek

konsekwencji można ograniczyć do grub. 19 mm i wysokości równej belce stropowej.

Niektórzy budowniczy montują podwójne belki stropowe pod ścianami wewnętrznymi

biegnącymi równolegle do belek stropowych. Podwójne belki nie są konieczne pod ścianami

nie nośnymi , które zwykle ważą mniej niż meble które będą znajdować się w pokojach. Pod

ściany nośne równoległe do belek stropowych, a trafiające miedzy belki, założyć bloki

poprzeczne w przestrzeni między belkowej w rozstawie co 60 cm; jeżeli ściana nośna

przypada na belkę stropową, dla zwiększenia jej nośności wzmocnić ją dodatkową

(podwójną) belką stropową.

Ceny tarcicy zbliżyły się do cen technicznych produktów z drewna, warto więc rozważyć

opłacalność użycia używania tych produktów. Na rynku bowiem pojawiły się dwuteowe belki

stropowe wykonane z płyty wiórowej o ukierunkowanych włóknach, oraz inne elementy

konstrukcyjne oparte na bazie płyt wiórowych i sklejki. Jakość techniczna i konstrukcyjna

tych drewnopochodnych materiałów jest wystarczająco wysoka, pochłania mniej drewna,

które nie musi być najwyższej jakości. Używając więc materiałów drewnopochodnych

oszczędzamy wysokogatunkowe drewno.

Montaż płyt gipsowych przy pomocy klipsów (powyżej i poniżej)

Redukowanie stosowania tarcicy w ścianach

Najbardziej ekonomicznym sposobem na ograniczenie zużycie drewna konstrukcyjnego nie

tylko w ścianach jest stosowanie tego samego rozstawu belek we wszystkich elementach

budynku.

I tak jeżeli projekt oparto na 60,0 cm. module, to pożądane jest stosowanie 60,0 cm

rozstawów belek i słupków we wszystkich elementach szkieletu. W Stanach Zjednoczonych

normy budowlane dopuszczają stosowanie, pod pewnymi warunkami, słupków w rozstawie

60,0 centymetrowym nawet w ścianach nośnych. Dla przykładu: 60-cio centymetrowy osiowy

rozstaw słupków dopuszczony został do stosowania w budynkach parterowych, co w

poważnym stopniu redukuje ilość materiału na ściany. W przypadku niemożliwości

stosowania 60-cio centymetrowego osiowego rozstawu słupków w ścianach nośnych, np. z

powodu zbyt dużych obciążeń, rozstaw ten zastosować możemy w ścianach działowych,

ograniczając maksymalnie ilość tarcicy.

Nawet w relatywnie małym domu występuje około 40-50 narożników ścian. Zwykle, każdy z

nich zbudowany jest z trzech słupków, gdzie trzeci słupek pełni jedynie rolę oparcia pod płytę

kartonowo-gipsową. Stosowanie tego słupka możemy ograniczyć używając klipsa do suchego

tynku. Możliwe jest również rozwiązanie z zastosowaniem kawałka sklejki lub płyty

wiórowej, które przykręcone do wewnętrznej strony narożnych słupków także umożliwi

przybijanie lub przykręcanie płyt tynku suchego. Klipsy do suchych tynków stosowana są w

wielu rodzajach i z różnych materiałów. Najczęściej spotkać można takie, które nasuwa się na

krawędź płyty suchego tynku, a potem klips łącznie z płytą gipsową montuje się do narożnego

słupka. Należy jednak zwrócić uwagę, która płyta suchego tynku montowana będzie jako

pierwsza. Po zamontowaniu do krawędzi nośnej słupka narożnego pierwszej płyty z

zaciskowym klipsem montujemy drugą płytę przylegającą do pierwszej pod kątem 90 stopni.

Płytę gipsowo-kartonową montujemy do słupka narożnego i słupków sąsiednich co wzmocni

sztywność konstrukcji.

Stosując dwusłupkowy narożnik z klipsami, jako oparciem pod płyty gipsowe, można

zaoszczędzić na jednym średniej wielkości budynku około 40-50 słupków ścian i 120 do 150

bloków bez uszczerbku dla strukturalnej integracji ścian. Poza tym trzy słupki z dodatkowymi

blokami utrudniają montaż instalacji i często są przyczyną powstawania mostków

termicznych na grubości ściany.

Przy projektowaniu opartym na 60-cio centymetrowym module i stosowaniu 60-cio

centymetrowego o.r.b. dla słupków ścian nośnych - rzut konstrukcji szkieletu wygląda bardzo

prosty i nie żadnych zbędnych wymiarów, które utrudniałyby realizację budynku. Jeśli

jeszcze konstrukcja podłogi i dachu jest oparta na 60-cio centymetrowym o.r.b. (osiowy

rozstaw belek), istnieje możliwość stworzenia konstrukcji szkieletu pokrywającego się

całkowicie w równoległych liniach. W tak opracowanym szkielecie osie elementów

konstrukcji dachowej są umiejscowione dokładnie w osi słupków ścian, a osie słupków ścian

pokrywają się dokładnie z osiami belek stropowych. Dla tak wzorcowo opracowanej

konstrukcji szkieletu stosować będzie się nazwę - szkielet idealny. Tak opracowany szkielet

dokładnie i łatwo pokazuje strukturę nośną budynku, która jest o wiele bardziej czystsza niż

przy stosowaniu przypadkowych rozstawów elementów konstrukcji szkieletu.

Dla przykładu: w szkielecie idealnym można wyeliminować górny oczep ściany, którego

powszechną funkcją jest przenoszenie obciążeń na najbliższy słupek; teraz kiedy oś słupków

ściany pokrywa się z osią belek stropowych górny oczep nie spełnia swojej podstawowej

funkcji i może być wyeliminowany.

Należy jednak zwrócić uwagę, że eliminując górny oczep obniżamy wysokość kondygnacji o

38 mm. W tej sytuacji należy zwiększyć długość słupków ściany o grubość górnego oczepu tj.

38 mm. Nie powinno to jednak rzutować na cenę pojedynczego słupka.

Słupki narożne tradycyjne

Słupki narożne ekonomiczne

Nadproża ze sklejki lub płyty wiórowej

Nadproża stosuje się nad otworami okiennymi i drzwiowymi w obrębie ścian nośnych.

Niemniej, wielu budowniczych stosuje masywne nadproża również nad otworami w ścianach

nienośnych, które pełniącymi funkcję ścian działowych. Jest marnowanie drewna.

Niepotrzebne nadproża znajdujemy nie tylko w wewnętrznych ale i w zewnętrznych ścianach,

a szczególnie w ścianach szczytowych. Tam gdzie nadproża są niezbędne alternatywą do

masywnych nadproży z drewna mogą być nadproża ze sklejki lub innych materiałów

drewnopochodnych. Powiększone otwory okienne i drzwiowe najlepiej projektować w

ścianach nienośnych, dzięki czemu ograniczymy stosowanie dużych przekroi drewna na

nadproża i podciągi. W zamian stosować możemy nadproża wykonane ze sklejki grub. 12,5

mm stosują gładką stronę do środka pokoju. Tak wykonane nadproże w połączeniu z płytą

gipsowo-kartonową tworzyć będzie jednakową powierzchnię. Plusem tak wykonanych

nadproży jest zachowanie miejsca dla instalacji.

Ograniczenie ilości słupków można zastosować także przy otworach drzwiowych. Drzwi

nowej generacji nie są ciężkie i nie wymagają podwójnych słupków po stronie zawiasów, co

było i jest niezbędne przy masywnych drzwiach drewnianych.

To nie jest tandetna konstrukcja

Ekonomiczny sposób budowania szkieletu drewnianego nie może być traktowany jako

zastępczy standard metod budowlanych. Największą jego zaletą jest ograniczenie ilość

potrzebnego materiału. Niektórzy budowniczy twierdzą że sposób ten wymaga większego

nadzoru nad pracownikami. A tak naprawdę, wymaga on większej dyscypliny od wszystkich -

pracowników, nadzoru, a w szczególności od jakości stosowanego materiału. Niewybaczalne

będą tu materiały niepełnowartościowe co dopuszczalne mogło być w tradycyjnym sposobie

realizacji szkieletu. Patrząc na to z innej strony, sposób ten jest prostszą i tańszą drogą

budowania która nie daje możliwości stosowania materiałów gorszej jakości.

Ekonomiczny sposób budowania szkieletu drewnianego nie jest sposobem "być albo nie być".

Wprowadzenie jego na budowie dyktować będzie życie. Nie wszystkie jego elementy da się

wprowadzić od razu na każdej budowie. Wpływ na to będzie miało wiele czynników, tym

bardziej że różne oceny wpływają na wielu ludzi.

Dla przykładu: wielu budowniczych sądzi, że nie można kłaść płyt gipsowo-kartonowych

grub. 12,5 mm na słupki o osiowym rozstawie 60,0 cm. Podobnie jest z poszyciem stropów

przy osiowym rozstawie belek równym 60,0 cm. Faktem jest, że przy dużej wilgotności w

pomieszczeniu może dojść do falistości powierzchni stropu. Ale jest to bardzo rzadkie

zjawisko. Podobnie rzecz przedstawia się z narożnikami dwusłupowymi; dla wielu nie będą

spełniać wymagań sztywności budynku, lub przeszkodą będzie bariera w zastosowaniu

nowości - klipsów pod oparcie płyt gipsowo-kartonowych. Zmiany mentalności u wielu

wymagać będzie zmiana wielkości nadproży nad otworami w ścianach nie nośnych. A to

wprowadzić jest akurat najprościej i bez żadnego nakładu finansowego. A raczej wprost

przeciwnie - eliminacja zbędnych nadproży przyniesie dodatkowe oszczędności finansowe.

Oszczędzanie materiału, a w szczególności drewna bez obniżania jakości budynku - oto czym

jest ekonomiczny sposób budowania szkieletu drewnianego.

materiały pochodzą ze strony

www.szkielet.com.pl

www.krokiew.republika.pl